本發(fā)明涉及金屬切削液領(lǐng)域，具體的涉及一種切削液及其制備方法。
背景技術(shù)：
：切削液是機(jī)床加工金屬工件過程中，用于工件表面潤滑和冷卻的液體，能夠保證工件表面的精度和光潔、延長刃具的使用壽命。金屬切削液分為油基和水基，現(xiàn)在大多為以水為分散介質(zhì)的非油性切削液，這類切削液都以水為主要成份，并含有潤滑劑、抗氧劑、防銹劑等，具備金屬冷加工所需的冷卻、潤滑、清洗等性能。切削液中的添加劑對環(huán)境具有一定污染，如含有短鏈氯化石蠟極壓劑的切削液在焚燒處理時可能會產(chǎn)生強(qiáng)致癌的二噁英，苯酚的生物降解性差，對水生物具有很大的危害，磷酸鹽的累積會導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化進(jìn)而引發(fā)赤潮，亞硝酸鈉具有良好的防銹性能，但其是一種潛在的致癌物質(zhì)。因此，使用無氯、低磷、低氮已成為未來環(huán)保切削液的發(fā)展方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種切削液及其制備方法，該切削液組分綠色環(huán)保、潤滑性能好、使用壽命長。為解決上述問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種切削液，其組分包括三羥甲基丙烷脂肪酸酯、三元聚羧酸酯、三乙醇胺、癸二酸、氧化石墨烯、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、苯駢三氮唑、格爾伯特醇、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺、三丹油、水。切削液各組分的質(zhì)量百分比如下：三羥甲基丙烷脂肪酸酯20-25%；三元聚羧酸酯10-15%；三乙醇胺5-10%；癸二酸5-10%；氧化石墨烯0.1-1%；脂肪醇聚氧乙烯醚5-10%；聚乙二醇5-10%；苯駢三氮唑1-5%；格爾伯特醇0.5-2%；環(huán)氧乙烷環(huán)己胺1-2%；三丹油1-3%；余量為水。作為優(yōu)選配方，切削液中各組分質(zhì)量百分比為三羥甲基丙烷脂肪酸酯24%、三元聚羧酸酯15%、三乙醇胺10%、癸二酸8%、氧化石墨烯1%、脂肪醇聚氧乙烯醚8%、聚乙二醇8%、苯駢三氮唑5%、格爾伯特醇2%、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺2%、三丹油3%、水14%。作為優(yōu)選配方，切削液中各組分質(zhì)量百分比為三羥甲基丙烷脂肪酸酯20%、三元聚羧酸酯15%、三乙醇胺10%、癸二酸10%、氧化石墨烯1%、脂肪醇聚氧乙烯醚10%、聚乙二醇8%、苯駢三氮唑5%、格爾伯特醇2%、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺2%、三丹油3%、水14%。作為優(yōu)選，所述水為去離子水。本發(fā)明的另一個目的是提供一種切削液的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將三羥甲基丙烷脂肪酸酯、三元聚羧酸酯、癸二酸、三乙醇胺、格爾伯特醇、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺、苯并三氮唑混合后加入水中，勻速攪拌并加熱至75°c-85°c，反應(yīng)55-65分鐘，形成透明溶液且無顆粒狀固體，制得水溶性切削液復(fù)合劑，降溫至30-50°c以下備用；步驟二：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取脂肪醇聚氧乙烯醚和三丹油，加入步驟一制得的水溶性切削液復(fù)合劑中，常溫勻速攪拌35-45分鐘，至溶液透明后加入氧化石墨烯，繼續(xù)常溫勻速攪拌至均勻半透明狀態(tài)，制得含有氧化石墨烯的切削液。作為優(yōu)選，氧化石墨烯的制備方法采用hummers法，該方法制備過程的時效性相對較好而且制備過程也比較安全，步驟為將石墨粉末加入濃硫酸和高錳酸鉀混合液中進(jìn)行氧化反應(yīng)，之后經(jīng)超聲處理后得到單層氧化石墨烯。氧化石墨烯作為石墨烯的衍生材料，也是二維的碳材料，它除了保留石墨烯的一部分獨(dú)特性能外，還具有易分散、易溶解且易進(jìn)一步功能化的特性，與石墨烯相比，氧化石墨烯的制備工藝簡單很多。將氧化石墨烯添加到切削液中，可以增強(qiáng)潤滑性能，降低加工表面粗糙度，并且氧化石墨烯不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，是一種綠色無污染材料。本發(fā)明的有益效果是：首先，本發(fā)明的切削液的組成組分綠色環(huán)保，無氯、無磷、低氮，不會對環(huán)境造成污染；其次，組分中含有易分散、易溶解的氧化石墨烯，可以增強(qiáng)潤滑性能，降低加工表面粗糙度，且氧化石墨烯不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，是一種綠色無污染材料；另外，通過多次試驗(yàn)證明，利用本方案權(quán)利要求所述的各種組分制備的切削液潤滑性好，金屬構(gòu)件加工時的摩擦系數(shù)降低約20%-30%，磨斑直徑降低約20%-40%，具有較好的實(shí)用性。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。實(shí)施例1：一種切削液的組分及各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：三羥甲基丙烷脂肪酸酯24%、三元聚羧酸酯15%、三乙醇胺10%、癸二酸8%、氧化石墨烯1%、脂肪醇聚氧乙烯醚8%、聚乙二醇8%、苯駢三氮唑5%、格爾伯特醇2%、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺2%、三丹油3%、去離子水水14%。具體實(shí)施方法：按上述配方稱取各組分原料，將三羥甲基丙烷脂肪酸酯、三元聚羧酸酯、癸二酸、三乙醇胺、格爾伯特醇、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺、苯并三氮唑混合后加入去離子水中，勻速攪拌并加熱至80°c，反應(yīng)60分鐘，形成透明溶液且無顆粒狀固體，制得水溶性切削液復(fù)合劑，降溫至40°c以下備用；按上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取脂肪醇聚氧乙烯醚和三丹油，加入上述制得的水溶性切削液復(fù)合劑中，常溫勻速攪拌40分鐘，至溶液透明后加入氧化石墨烯，繼續(xù)常溫勻速攪拌至均勻半透明狀態(tài)，制得含有氧化石墨烯的切削液。實(shí)施例2：一種切削液的組分及各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：三羥甲基丙烷脂肪酸酯20%、三元聚羧酸酯15%、三乙醇胺10%、癸二酸10%、氧化石墨烯1%、脂肪醇聚氧乙烯醚10%、聚乙二醇8%、苯駢三氮唑5%、格爾伯特醇2%、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺2%、三丹油3%、去離子水14%。具體實(shí)施方法：按上述配方稱取各組分原料，將三羥甲基丙烷脂肪酸酯、三元聚羧酸酯、癸二酸、三乙醇胺、格爾伯特醇、環(huán)氧乙烷環(huán)己胺、苯并三氮唑混合后加入去離子水中，勻速攪拌并加熱至75°c，反應(yīng)55分鐘，形成透明溶液且無顆粒狀固體，制得水溶性切削液復(fù)合劑，降溫至32°c以下備用；按上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取脂肪醇聚氧乙烯醚和三丹油，加入上述制得的水溶性切削液復(fù)合劑中，常溫勻速攪拌36分鐘，至溶液透明后加入氧化石墨烯，繼續(xù)常溫勻速攪拌至均勻半透明狀態(tài)，制得含有氧化石墨烯的切削液。上述實(shí)施例得到的切削液實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：摩擦系數(shù)磨斑直徑/mm無切削液0.0830.7實(shí)施例10.060.43實(shí)施例20.0690.55上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的切削液能夠顯著降低金屬加工過程中的摩擦系數(shù)及磨斑直徑，潤滑性能較好。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于上述實(shí)例，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種同原理的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。當(dāng)前第1頁12